在DOS下使用Windows *.WAV文件

摘 要 該文介紹了Windows聲波文件(*.WAV)的格式，然后分析了在DOS下不使用聲音適配卡播放聲波文件的關(guān)鍵問題，并給出了程序清單。

關(guān)鍵詞 DOS應(yīng)用軟件開發(fā) 多媒體聲波文件在DOS應(yīng)用軟件開發(fā)過程中，我們非常希望能在不附加任何硬件設(shè)備的條件下實(shí)現(xiàn)一些簡單的多媒體功能。

過去許多文章中都討論過Windows圖像文件(*.BMP,*.PCX)的格式及其用于美化DOS程序界面的方法。在MS WIMDOWS3.1以后，Windows又提供了標(biāo)準(zhǔn)的聲波文件(*.WAV)，因此我們可以利用已有的聲波文件鑲嵌在自己的軟件中，在DOS下實(shí)現(xiàn)語音或其它音響的播放，提高我們的軟件質(zhì)量。

一、聲波文件格式分析

*.WAV文件作為多媒體中使用的聲波文件格式之一，它是以RIFF格式為標(biāo)準(zhǔn)的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫，每個(gè)WAV文件的頭四個(gè)字節(jié)便是“RIFF”。
常見的聲波文件主要有兩種，分別對(duì)應(yīng)于單聲道(11.025KHz采樣率、8Bit的采樣值)和雙聲道(44.1KHz采樣率、16Bit的采樣值)。這里，采樣率是指：聲波信號(hào)[模→數(shù)]轉(zhuǎn)換過程中單位時(shí)間內(nèi)采樣的次數(shù)。采樣值是指每一次采樣周期內(nèi)聲波模擬信號(hào)的積分值，在編程播放過程中我們認(rèn)為它是揚(yáng)聲器在此周期單位時(shí)間段的音量。
*.WAV文件由文件頭和數(shù)據(jù)體兩大部分組成。其中文件頭又分為RIFF/WAV文件標(biāo)識(shí)段和聲波數(shù)據(jù)格式說明段兩部分。
WAV文件各部分內(nèi)容及格式見附表。
對(duì)于單聲道聲波文件，采樣數(shù)據(jù)為八位的短整數(shù)(short int 00H-FFH)；而對(duì)于雙聲道立體聲聲波文件，每次采樣數(shù)據(jù)為一個(gè)16位的整數(shù)(int)，高八位和低八位分別代表左右兩個(gè)聲道。
@@03A04400.GIF;*.WAV文件格式說明表@@

二、WAV文件編程

在沒有聲音適配卡的條件下，利用PC機(jī)內(nèi)部揚(yáng)聲器發(fā)聲需解決幾個(gè)關(guān)鍵問題。
首先是如何產(chǎn)生按指定采樣率要求的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔段，以此為基礎(chǔ)控制揚(yáng)聲器發(fā)聲。
由于此時(shí)間段要求精確且非常短暫，因此實(shí)現(xiàn)起來有一定的難度。解決該問題的思路是修改8253定時(shí)器芯片的計(jì)數(shù)器0(地址：040H)的初始值，改變系統(tǒng)時(shí)鐘中斷頻率使其和采樣率相一致，建立用戶的時(shí)鐘中斷例程，最終產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間間隔段。但是在我們修改原有系統(tǒng)時(shí)鐘中斷(Int 08H)以后，最終必須恢復(fù)原有18.2Hz的系統(tǒng)時(shí)鐘中斷。
其次是如何快速地打開和關(guān)閉揚(yáng)聲器。解決這個(gè)問題的方法是直接向8255芯片端口(地址：061H)寫操作。由于PC機(jī)機(jī)內(nèi)揚(yáng)聲器發(fā)聲只有開/閉兩種狀態(tài)，并不能控制音量大小。
因此還須考慮如何通過開閉揚(yáng)聲器來摸擬實(shí)現(xiàn)音量大小的控制。實(shí)現(xiàn)方法是：在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)通過改變揚(yáng)聲器打開延時(shí)的長短代表音量的大小。例如：對(duì)于8Bit 單聲道聲波文件，采樣數(shù)據(jù)的最大值是0FFH，那么在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間單位內(nèi)揚(yáng)聲器打開時(shí)間應(yīng)為Delay=(采樣值/256)*標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間段長度。在此思想下可以將該方法簡化，設(shè)揚(yáng)聲器延時(shí)只有0、1(時(shí)間單位)兩種情況，即在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)，如果采樣值大于128則發(fā)聲，如果采樣值小于128就不發(fā)聲。顯然這樣做是以拋棄大量聲波信息為代價(jià)的，采用的信息量只占原有用信息的1/12
8，所以這種方法產(chǎn)生的音質(zhì)較差。

三、程序?qū)嵗?/p>

下面是一個(gè)能播放11.025KHz/8Bit/單聲道聲波文件的演示程序。關(guān)于使用*.WAV文件的其它細(xì)節(jié)，可通過閱讀本程序得到。它采用了第二種延時(shí)方式，如果讀者有興趣提高音質(zhì)可將其改成使用第一種方法，只需將newint08h中的聲音開/關(guān)判斷(與128比較)部分改成循環(huán)等待即可。
循環(huán)次數(shù)通過i=int(vol[counter]/256)*MAXTIMES得到。
式中MAXTIMES為延長一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間單位的循環(huán)次數(shù)。
程度運(yùn)行環(huán)境：486兼容機(jī)，MS DOS6.0，TC2.0編譯系統(tǒng)。
/*/*/*
*.WAV文件播放程序 DEMO.C，石寧 1994.12
*/*/*/
#include "dos.h"
#include "stdio.h"
#include"string.h"
#define MAXSIZE 50000
struct wave-file_head /*聲波*/
{ /*文件頭*/
char riff_id[4];/*結(jié)構(gòu)體*/
long int size0;
char wave-fmt[8];
lont int sizel;
int fmttag;
int channel;
long int samplespersec;
long int bytepersec;
int blockalign;
int bitpersamples;
} filehead;
long int datasize, counter=0;
unsigned char vol[MAXSIZE];
unsigned clkdiv;
int oldclk=0,running=1;
void soundon();
void soundoff();
void interrupt(*oldint8h)();
void interrupt newint8h()
{ /*用戶中斷例程*/
if(running)
{

unsigned int i;
disable();/*屏蔽中斷*/
running=0;
if(vol[counter]>=128)
{
i=inportb(0x61);/*開揚(yáng)*/
i=i|0x03;
outportb(0x61,i);/*聲器*/
}
else
{
i=inportb(0x61);/*關(guān)揚(yáng)*/
i=i&0x00fc;
outportb(0x61,i);/*聲器*/
}
counter+=1;
enable();/*打開中斷*/
if(counter>=datasize) counter=0;
outportb(0x20,0x20);
running=1;
}
}
void soundon()
{
clkdiv=1193180/filehead.samplespersec;
/*計(jì)算8253計(jì)數(shù)器0初始值*/
oldint8h=getvect(0x08);/*保存舊的08H中斷向量*/
setvect(0x08,newint8h);/*置新的08H中斷例程*/
outportb(0x43,0xB6);/*初始化*/
outportb(0x42,1);/*8253計(jì)數(shù)器3/
outportb(0x42,0)

;/*初始值*/
outportb(0x43,0x36); /*修改8253*/
outport(0x40,clkdiv&0x00ff);/*計(jì)數(shù)器0*/
outport(0x40,(clkdiv>>8)&0x00ff);/*初始值*/
}
void soundoff()
{
int i;
setvect(0x08,oldint8h);/*恢復(fù)舊的08H中斷向量*/
outportb(0x43,0x36);/*恢復(fù)正常*/
outport(0x40,0)/*的時(shí)鐘中*/
outport(0x40,0);/*斷頻率*/
i=inportb(0x61);/*關(guān)揚(yáng)*/
i=i&0x00fc;
outportb(0x61,i);/*聲器*/
}
void main(int argc, char *argv[])
{
long j;
int key;
char *s;
FILE *fp;/
if(argc==1)
{
printf("%s\n","And The WAV Filename In Command Line!");
exit(0);
}
else
{
if ((fp=fopen(argv[l],"rb"))==NULL)
{
printf("Cannot open the Data file %s\n",argv[1];
exit(0);
}
}
if(fread(&filehead,sizeof(struct wave-file-head),1,fp)==NULL)
{
printf("File Read Error!\n");
exit(0);
}
fseek(fp,4,SEEK-CUR);
fread(&datasize,4,1,fp);
for(j=0;j<datasize;j++)vol[j]=getc(fp);
close(fp);
printf("%s\n","Now Sound On, Press ESC to Stop!");
soundon();
for(;;)
{
key=getch();
if(key==27)
{
soundoff();
printf("%s\n","Sound off!");
break;
}
}
}